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系列刚柔混合多羧酸稀土配位聚合物的分子设计、合成、结构以及性能研究

张兴晶  
【摘要】: 本论文主要研究系列刚柔混合多羧酸稀土配位聚合物的分子设计、合成、结构及其性能研究,旨在研究稀土.羧酸配位聚合物的结构多样化,并在结构研究的基础上,探讨新型次级结构单元以及具有新颖拓扑结构的配位聚合物的设计与合成。本文选择不同构型的有机配体合成出14种稀土.多羧酸配位聚合物。在合成方面,主要研究了金属离子、有机配体、模板剂以及pH值对结构的影响。利用x-单晶衍射测定了配合物1.14的晶体结构,并用元素分析、红外光谱和紫外光谱对配合物进行了表征,用热分析方法讨论了配合物的热稳定性,对部分配合物进行了荧光光谱指认。我们合成的14个配合物分子式如下:[Tb_2(Suc)_(0.5)(BC)_3(OH)_2](1) [Eu_2(Suc)_(0.5)(BC)_3(OH)_2](2)[Sm_2(Suc)_(0.5)(BC)_3(OH)_2](3) [Pr_2(Suc)_(0.5)(BC)_3(OH)_2](4)[Pr(mal)(ox)_(0.5)(H_2O)_2]·2H_2O(5) [Nd(mal)(ox)_(0.5)(H_2O)_2]·2H_2O(6)[La(mal)(ox)_(0.5)(H_2O)_2]·2H_2O(7) [Sm(suc)(ox)_(0.5)(H_2O)](8)[Tb(suc)(ox)_(0.5)(H_2O)](9) [Pr(suc)(ox)_(0.5)(H_2O)_2]·2H_2O(10)[KNd(suc)_(0.5)(ox)_(1.5)(H_2O)]·H_2O(11) [KEu(suc)_(0.5)(ox)_(1.5)(H_2O)]·H_2O(12)[KTb(suc)_(0.5)(ox)_(1.5)(H_2O)]·H_2O(13) [KGd(suc)_(0.5)(ox)_(1.5)(H_2O)]·H_2O(14)注:H_2Suc=琥珀酸;HBC=苯甲酸;H_2mal=顺丁烯二酸;H_2ox=草酸 我们分别选择(i)琥珀酸和苯甲酸、(ii)顺丁烯二酸和草酸、(iii)琥珀酸和草酸作为混合有机配体来构筑稀土-有机配位聚合物。在(i)系列中,苯甲酸采取端基配位形式,OH以少见的μ_3桥配位,整个配合物中,稀土离子,μ_3-OH桥和共边的“…Ln-O-C-O-Ln…”链形成一个无限的无机墙,无机墙之间通过琥珀酸和苯甲酸连接形成二维开放骨架结构(第三章)。在第四章中,配合物形成了大约6.4x7.8 (?)大小的矩形孔道,这些孔道被配位水和游离的水占据,这样的配位聚合物有望制成孔道材料。第五章中,主要探讨了金属离子的配位构型,以及混合有机配体不同摩尔比对稀土-有机配位聚合物的网络结构的影响,合成出具有新颖结构的三维稀土-羧酸配位聚合物。本论文为该体系的进一步设计合成奠定了基础。


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